基于变换域的彩色图像数字水印算法的研究

论文摘要

数字图像水印技术是信息隐藏的一个分支,它利用人眼视觉冗余,将标志信息作为水印嵌入到被保护图像之中,是数字图像版权保护的一个新兴方法,也是数字产品版权保护领域中的有效途径,近年来已成为信息安全领域的一个研究热点。利用数字图像水印技术嵌入的被隐藏信息具有不可见性、鲁棒性和安全性等特点,可以不破坏被保护图像的图像质量,同时使得被保护图像在传播、复制和非法篡改之后仍然能够被判断出其版权归属。且随着Internet和电子商务的普及,数字图像水印技术作为传统加密技术的有效补充,正越来越受到各方的重视,并逐渐发挥出越来越多的作用。 变换域数字水印算法是未来趋势。在变换域中嵌入的水印信号能量可以分布到空域的所有象素上,有利于保证不可见性:HVS的某些特性可以很方便地结合到变换域水印编码过程中,有利于水印鲁棒性能的提高:变换域的方法可与国际数据压缩标准兼容,从而实现在压缩域内的水印算法。 本文开展“基于变换域的彩色图像数字水印算法的研究”主要工作如下: 改进了“基于DCT变换的数字水印算法”,得到两个水印算法,即算法Ⅰ采用私有水印的设计思想,在提取检测水印信息时需要原始图像;算法Ⅱ则是半私有水印算法,在提取检测水印时无需原始图像。在这两种算法中,均对水印进行了置乱预处理,实验证明该算法具有很好的鲁棒性和透明性。 以小波理论为基础提出了一种小波域数字水印算法,利用了卷积码对水印进行编码,然后嵌入到原始图像中,提取水印时采用维特比译码,这里运用了数字通信中信道编码的原理,大大提高了算法的鲁棒性和稳健性,实验结果表明了算法的有效性。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 信息隐藏及数字水印技术
• 1.1.1 信息隐藏的提出
• 1.1.2 信息隐藏技术的应用
• 1.2 信息隐藏、数字水印和密码学
• 1.3 课题的研究背景、目的和立题意义
• 1.4 国内外的研究动态
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 数字水印综述及其理论基础
• 2.1 数字水印系统的原理及其一般组成
• 2.1.1 数字水印系统的原理
• 2.1.2 数字水印系统的一般组成
• 2.2 数字水印的分类及基本特征
• 2.2.1 数字水印的分类
• 2.2.2 数字水印的基本特征
• 2.3 数字水印的评估标准
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于 DCT域的彩色图像数字水印算法
• 3.1 算法相关知识
• 3.1.1 色彩空间概述
• 3.1.2 二维离散余弦变换的定义
• 3.1.3 置乱技术
• 3.1.4 水印信息的生成
• 3.1.5 DCT域系数的选择
• 3.2 数字水印明文水印算法（算法Ⅰ）的实现
• 3.2.1 数字水印嵌入流程图
• 3.2.2 明文水印的嵌入算法
• 3.2.3 水印的提取、检测算法
• 3.3 数字水印盲水印算法（算法Ⅱ）的实现
• 3.3.1 数字水印嵌入流程图
• 3.3.2 盲水印的嵌入算法
• 3.3.3 水印的提取、检测算法
• 3.4 水印算法Ⅰ、Ⅱ的实验分析和对比
• 3.4.1 水印的嵌入强度
• 3.4.2 水印的信息量
• 3.4.3 水印的隐藏性
• 3.4.4 水印的鲁棒性
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于 DWT域的彩色图像数字水印算法
• 4.1 图像的小波分解
• 4.1.1 小波变换基本理论
• 4.1.2 信号的小波分解
• 4.1.3 图像的多分辨率分解
• 4.1.4 适于水印嵌入的区域分析
• 4.1.5 适用于数字水印的双正交小波
• 4.2 卷积码的理论知识
• 4.2.1 卷积码的图形描述
• 4.2.2 卷积码的解析表示
• 4.2.3 卷积码的译码
• 4.3 小波域图像水印算法
• 4.3.1 水印嵌入流程
• 4.3.2 水印嵌入算法
• 4.3.3 水印提取算法
• 4.3.4 实验结果分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢